交流电的三要素

1、3.1 3.1 交流电的三要素交流电的三要素3.1.1 3.1.1 幅值幅值3.1.2 3.1.2 频率频率3.1.3 3.1.3 初相初相交流电的概念交流电的概念 如果电流或电压每经过一定时间如果电流或电压每经过一定时间 （T ）就重复变就重复变化一次，则此种电流化一次，则此种电流 、电压称为周期性交流电流或、电压称为周期性交流电流或电压电压。如正弦波、方波、三角波、锯齿波。如正弦波、方波、三角波、锯齿波 等。等。 记做：记做： u(t) = u(t + T ) 3.1 3.1 交流电的三要素交流电的三要素TutuTtHOME 如果在电路中电动势的大小与方向均随时间按如果在电路中电动势的大小

2、与方向均随时间按正弦规律变化，由此产生的电流、电压大小和方向正弦规律变化，由此产生的电流、电压大小和方向也是正弦的，这样的电路称为正弦交流电路。也是正弦的，这样的电路称为正弦交流电路。 正弦交流电路正弦交流电路tiHOME正弦交流电也要规定正方向正弦交流电也要规定正方向, ,表示电压或电流的瞬时方向表示电压或电流的瞬时方向 交流电路进行计算时，首先要规定物理量交流电路进行计算时，首先要规定物理量的参考方向，然后才能用数字表达式来描述。的参考方向，然后才能用数字表达式来描述。实际方向和假设方向一致实际方向和假设方向一致实际方向和假设方向相反实际方向和假设方向相反ti正弦交流电的正方向正弦交流电的

3、正方向iuR用小写字母表示交流瞬时值HOME正弦波的特征量：正弦波的特征量：tIim sint it mI： 电流幅值（最大值）电流幅值（最大值） ： 角频率（弧度角频率（弧度/秒）秒） ： 初相角初相角mI 特征量特征量: :正弦量的特征量及表示方法正弦量的特征量及表示方法HOMEtIim sin为正弦电流的最大值又称幅值为正弦电流的最大值又称幅值mI3.1.1 3.1.1 幅值幅值 在工程应用中常用在工程应用中常用有效值有效值表示幅度。表示幅度。常用交流电常用交流电表指示的电压、电流读数，就是被测物理量的有效表指示的电压、电流读数，就是被测物理量的有效值。标准电压值。标准电压220V，也是

4、指供电电压的有效值。也是指供电电压的有效值。最大值最大值电量名称必须大电量名称必须大写写,下标加下标加 m，如：如：Um、ImHOME则有则有TdtiTI021（均方根值）（均方根值）可得可得2mII 当当 时，时，tIim sindtRiT20交流交流直流直流RTI2热效应相当热效应相当有效值电量必须大写有效值电量必须大写有效值概念有效值概念交流电流交流电流 i通过电阻通过电阻R在在一个周期一个周期T内产生的热量内产生的热量与一直流电流与一直流电流I通过同一通过同一电阻在同一时间电阻在同一时间T内产生内产生的热量相等，则称的热量相等，则称I的数的数值为值为i的有效值的有效值HOME可得可得2

5、mII 当当 时，时，tIim sini= 2 I sin(t+)i可写为：可写为：同理同理:u= Um sin(t+)2mUUu= 2 U sin(t+)u可写为：可写为：HOME问题与讨论问题与讨论 电器电器 220V最高耐压最高耐压 =300V 若购得一台耐压为若购得一台耐压为 300V 的电器，是否可用于的电器，是否可用于 220V 的线路上的线路上? ? 该用电器最高耐压低于电源电压的最大值该用电器最高耐压低于电源电压的最大值，所，所以以不能用不能用。2有效值有效值 U = 220V 最大值最大值 Um = 220V = 311V 电源电压电源电压HOME 描述变化周期的几种方法描述

6、变化周期的几种方法 1. 周期周期 T： 变化一周所需的时间变化一周所需的时间 单位：秒，毫秒单位：秒，毫秒.Tf1fT22 3.1.2 3.1.2 频率频率3. 角频率角频率 ： 每秒变化的弧度每秒变化的弧度 单位：弧度单位：弧度/秒秒2. 频率频率 f： 每秒变化的次数每秒变化的次数 单位：赫兹，千赫兹单位：赫兹，千赫兹 .it THOMEtIi sin23.1.3 3.1.3 初相初相： t = 0 时的相位，称为时的相位，称为初相位或初相角初相位或初相角。说明：说明： 给出了观察正弦波的起点或参考点，给出了观察正弦波的起点或参考点，常用于描述多个正弦波相互间的关系。常用于描述多个正弦波

7、相互间的关系。it ）（t：正弦波的相位角或相位：正弦波的相位角或相位HOME 2121 -tt 两个两个同频率同频率正弦量间的相位差正弦量间的相位差( ( 初相差初相差) ) 222111 sin sintIitIimm122i1i t0=00HOME两种正弦信号的相位关系两种正弦信号的相位关系同同相相位位1i1221t2i021- 落后于落后于2i1i2it1相相位位落落后后21i领先于领先于1i2i2i相相位位领领先先1i12021-t相位差为相位差为01i2i与与同相位同相位HOME可以证明同频率正弦波运算后，频率不变。可以证明同频率正弦波运算后，频率不变。222111 sin2 si

8、n2tUutUu如：如：结论结论: :因角频率（因角频率（ ）不变，所以以下）不变，所以以下讨论讨论同频率正弦同频率正弦波波时，时， 可不考虑，主要研究可不考虑，主要研究幅度与初相位的变化。幅度与初相位的变化。tUtUtUuuu sin2 sin2 sin2221121幅度、相位变化幅度、相位变化频率不变频率不变HOME例例幅度：幅度：A707. 021A 1IIm301000sinti已知：已知：Hz159210002rad/s 1000 f频率：频率：30 初相位：初相位：AHOME21 -90 -（-90 ） 1801i2it2211 sin sin90- tIitIimm90如果相位差为如果相位差为+180 或或-180 -180 , ,称为称为两波形反相两波形反相例例: